基于P2P的在線流媒體服務(wù)系統(tǒng)

1、流媒體服務(wù)的發(fā)展現(xiàn)狀流媒體服務(wù)的發(fā)展現(xiàn)狀社會行為意識的轉(zhuǎn)變社會行為意識的轉(zhuǎn)變網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀 http:/ 流媒體服務(wù)的需求背景 http:/ 流媒體服務(wù)經(jīng)歷了三個過程單機服務(wù)方式性價比低，規(guī)模不可擴展集群服務(wù)方式規(guī)?？蓴U展，地域難以分布一次投資過大 呼喚新技術(shù)的出現(xiàn) http:/ 網(wǎng)絡(luò)個人英雄主義 真誠互助的人本主義 陌生的信任主義 共享資源的愿望 http:/ 網(wǎng)絡(luò)帶寬逐步提高從幾十M到幾個G桌面速度提升到M 從IPv4向IPv6跳躍內(nèi)網(wǎng)問題衍生的問題可以解決組播方式更加合理端到端的服務(wù)更為普遍 http:/ 對等計算 http:/ 相關(guān)研究背景 AnySee系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) AnyS

2、ee關(guān)鍵技術(shù) AnySee應(yīng)用展示 挑戰(zhàn)與對策 http:/ P2P開創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)媒體新時代開創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)媒體新時代 2004年年6月是互聯(lián)網(wǎng)歷史上的分水嶺，視頻流量首次月是互聯(lián)網(wǎng)歷史上的分水嶺，視頻流量首次超過音頻流量。這表明巨大的無形的超過音頻流量。這表明巨大的無形的P2P文件共享網(wǎng)絡(luò)文件共享網(wǎng)絡(luò)正在被用來分發(fā)電視節(jié)目和電影正在被用來分發(fā)電視節(jié)目和電影(IDG報告報告) 互聯(lián)網(wǎng)寬帶互聯(lián)網(wǎng)寬帶“對等廣播對等廣播”（“peercasting”）的）的興起興起 它對視聽媒體的影響就像互聯(lián)網(wǎng)對印刷媒體的影響一樣它對視聽媒體的影響就像互聯(lián)網(wǎng)對印刷媒體的影響一樣 媒體網(wǎng)媒體網(wǎng)Medianet觀念的興起觀念的興起

3、知識產(chǎn)權(quán)保護問題知識產(chǎn)權(quán)保護問題 正在發(fā)展不用集中服務(wù)器的正在發(fā)展不用集中服務(wù)器的VoD http:/ 2004年年6月月BBC開始進行其開始進行其“柔性電視柔性電視”（“Flexible TV”)第一次有限范圍公共試驗第一次有限范圍公共試驗。 在英國的寬帶用戶可以下載在英國的寬帶用戶可以下載“BBC互聯(lián)網(wǎng)媒體互聯(lián)網(wǎng)媒體播放器播放器”，用，用它它可以下載收看前一周和后一周可以下載收看前一周和后一周的的BBC的全部節(jié)目的全部節(jié)目 由于由于BBC生產(chǎn)制作節(jié)目，擁有版權(quán)，這種方生產(chǎn)制作節(jié)目，擁有版權(quán)，這種方法不違反知識產(chǎn)權(quán)保護，可以快速檢索分發(fā)法不違反知識產(chǎn)權(quán)保護，可以快速檢索分發(fā)給用戶給用戶 ht

4、tp:/ BBC采用采用P2P的對等廣播的對等廣播Peercast技術(shù)技術(shù) 每一個播放器使用每一個播放器使用Peer-to-Peer對等連接文件共享軟對等連接文件共享軟件實現(xiàn)向用戶網(wǎng)絡(luò)分發(fā)內(nèi)容件實現(xiàn)向用戶網(wǎng)絡(luò)分發(fā)內(nèi)容 節(jié)目文件被分解為很多小的片段，每個用戶下載存儲節(jié)目文件被分解為很多小的片段，每個用戶下載存儲若干片段再互相對接交換，最后每個用戶都得到完整若干片段再互相對接交換，最后每個用戶都得到完整的拷貝的拷貝 這種方法同時下載用戶越多，下載速度越快這種方法同時下載用戶越多，下載速度越快 所有節(jié)目文件實際上被存儲在用戶終端中所有節(jié)目文件實際上被存儲在用戶終端中互聯(lián)網(wǎng)交互媒體新方式對等廣播（柔性

5、電視）互聯(lián)網(wǎng)交互媒體新方式對等廣播（柔性電視） http:/ 許多許多P2P流媒體系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā)流媒體系統(tǒng)已經(jīng)被開發(fā) ESM、PeerCast、CoopNet、splitStream、GnuStream、CollectStream 根據(jù)服務(wù)模式分類根據(jù)服務(wù)模式分類 單對多模式單對多模式多對單模式多對單模式多對多模式多對多模式 http:/ 流媒體服務(wù)提供的主要模式 適合實時的熱點節(jié)目，如：奧運會、世界杯ESM 、 ZigZag、 DirectStream、 P2Cast http:/ 主要用于提供不同質(zhì)量的視頻節(jié)目 視頻數(shù)據(jù)從多個數(shù)據(jù)服務(wù)者得到 穩(wěn)定性高，可用性好PROMISE、 CoopNe

6、t 、 GNUStream 問題兩種模式：文件分片策略與文件分層策略策略復(fù)雜、實用性有待提高理論上有待完善 http:/ 前兩種模式的混合 最大限度的利用單個節(jié)點的服務(wù)能力 改進系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性，通過緩存元數(shù)據(jù)以服務(wù)其他節(jié)點，提高了可擴展性HoneyComb http:/ 服務(wù)近鄰原則是保證QoS的核心 如何表述服務(wù)近鄰有待研究ESM：依據(jù)帶寬多重編碼、地域相近服務(wù)調(diào)度拓撲匹配：物理與邏輯拓撲動態(tài)匹配AnySee: 依據(jù)IP地址分域策略調(diào)度服務(wù) http:/ 設(shè)計原則媒體數(shù)據(jù)一次路由原則媒體服務(wù)鄰近獲取原則高可靠、高可用原則服務(wù)規(guī)模可擴展原則 http:/ window media enc

7、oderBroadcast媒體文件媒體文件（asf、avi、nsv、mp3等等）讀取讀取/轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)模塊模塊AnySee視頻直播視頻直播網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)：視頻數(shù)據(jù)流視頻數(shù)據(jù)流 http:/ 媒體數(shù)據(jù)獲取層描述媒體數(shù)據(jù)的兩種來源磁盤文件實時壓縮獲取 視頻直播層提供媒體服務(wù)的層次 http:/ 視頻直播數(shù)據(jù)的獲取從視頻卡或者采集卡上實時獲取媒體數(shù)據(jù)從視頻卡或者采集卡上實時獲取媒體數(shù)據(jù)這種方式便于進行實時性的媒體服務(wù)，如：現(xiàn)這種方式便于進行實時性的媒體服務(wù)，如：現(xiàn)場直播、電視轉(zhuǎn)播場直播、電視轉(zhuǎn)播曾采用這種方式在教育網(wǎng)內(nèi)對曾采用這種方式在教育網(wǎng)內(nèi)對2004年的奧運會、GCC國際會議進行了全程直播進行了全程直播讀

8、取媒體文件讀取媒體文件這種方式可以有效的豐富視頻直播網(wǎng)絡(luò)中媒體這種方式可以有效的豐富視頻直播網(wǎng)絡(luò)中媒體服務(wù)服務(wù) http:/ http:/ 邏輯拓撲以華中科技大學為例以華中科技大學為例 http:/ 結(jié)點的類型 按功能劃分 源節(jié)點 中轉(zhuǎn)節(jié)點 葉子節(jié)點 節(jié)點異構(gòu)性 平臺異構(gòu)WINDOWS/LINUX 性能異構(gòu)-硬件性能不一、帶寬不同 意愿異構(gòu)-角色自由、來去自由 http:/ 采用采用NearCast策略，使得系統(tǒng)中節(jié)點的策略，使得系統(tǒng)中節(jié)點的邏輯位置盡量和實際的物理位置保持一致。邏輯位置盡量和實際的物理位置保持一致。這樣可以很好的保證這樣可以很好的保證QoSv 健壯的多播樹維護策略，使得整個系

9、統(tǒng)一方健壯的多播樹維護策略，使得整個系統(tǒng)一方面可以適應(yīng)面可以適應(yīng)P2P系統(tǒng)高度的動態(tài)性，一方系統(tǒng)高度的動態(tài)性，一方面進一步保證面進一步保證QoSv 以人為本的設(shè)計策略，根據(jù)節(jié)點性能采用不以人為本的設(shè)計策略，根據(jù)節(jié)點性能采用不同的服務(wù)策略。即使性能比較差的節(jié)點也可同的服務(wù)策略。即使性能比較差的節(jié)點也可以加入系統(tǒng)，享受服務(wù)以加入系統(tǒng)，享受服務(wù) http:/ Landmark應(yīng)用層多播策略 NAT & Firewall的處理 Buffer管理策略 http:/ http:/ http:/ http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http

10、:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ Layer Multicast） http:/ or FirewallPeer請求加入點請求加入點 http:/ or FirewallPeer請求加入點請求加入點 http:/ Buffer的必要性媒體服務(wù)的軟實時特征網(wǎng)絡(luò)的抖動p2p系統(tǒng)的高動態(tài)性 AnySee的Buffer管理策略每個peer都擁有一個buffer,以時間間隔為單位進行管理Buffer緩存最近固定時間長度內(nèi)的媒體數(shù)據(jù)Buffer

11、占用的空間大小隨時間呈動態(tài)變化頭部元數(shù)據(jù)包和媒體數(shù)據(jù)包分別進行管理 http:/ http:/ http:/ http:/ 2004奧運會直播源提供者：普通pc機，2-3個源參與對象：教育網(wǎng)內(nèi)無電視可看的用戶服務(wù)規(guī)模：10000人次觀看 http:/ 武漢電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)多媒體服務(wù)解決方案服務(wù)對象：896個社區(qū)，跨兩江分布武漢三鎮(zhèn)服務(wù)設(shè)施：IPOA網(wǎng)絡(luò)，桌面2Mbps http:/ 華中大在線的每天電視直播一臺pc機作為源服務(wù)提供者每天幾百人在線服務(wù)每天直播鳳凰衛(wèi)視等節(jié)目 http:/ 服務(wù)種類多樣化缺乏點播服務(wù)對策 源節(jié)點必須參與到多個ALM樹中 媒體節(jié)目必須實施分片存儲 分片規(guī)則、分布規(guī)則需要討論正在設(shè)計、開發(fā)之中 http: